Характерные влажности почво-грунтов

Все свойства почво-грунтов (механические, физические и химические) связаны с водным режимом и с влажностью, которая характеризуется количеством воды в грунте совместно с гигроскопической водой, выраженное в процентах от веса образца, называется максимальной молекулярной влагоемкостью _М.

Значения _М по А.М.Васильеву для различных грунтов лежат в следующих пределах: глины — > 25%, суглинки — (23-15)%, супеси — (13-9)% и пески — (7-1)%. При указанной влажности почво-грунт переходит из пластического состояния в твердое, а растения начинают увядать.

Максимальное количество воды, которое может быть удержано капиллярными силами в грунте, называется полной капиллярной влагоемкостью _К.

Полная влагоемкость ₀ есть влажность, при которой все поры почво-грунта заполнены водой.

Естественная влажность — это влажность почво-грунта в природных условиях.

Связные грунты в зависимости от количества воды характеризуются консистенцией, которая может быть твердой, пластичной и текучей.

Влажности грунта, разделяющие три указанные консистенции, называются характерными влажностями. К ним относятся влажность _Р — нижний предел пластичности (раскатывания в шнур) влажность _Т — внешний предел пластичности (текучести).

Влажность _Р разделяет область между полутвердой и пластичной консистенциями. При этой влажности образец почво-грунта, раскатанный в шнур диаметром 2 мм, крошится.

Влажность _Т разделяет области пластичной и текущей консистенций и соответствует состоянию, при котором стандартный конус весом 76 г погружается под собственным весом в образец грунта на 10 мм в течение 5 сек.

Разности между характерными влажностями в процентах называется числом пластичности .

По действующим нормам связные грунты в зависимости от числа пластичности подразделены на следующие группы:

• слабопластичные (супесь) — _П=1-7;

• пластичные (суглинок) — _П=17-7;

• высокопластичные (глины) — _П>17.

Для разработки и уплотнения почво-грунтов наилучшей считается влажность чуть выше предела раскатывания. Эта влажность является удовлетворительной и для развития дернового покрова.

Несущая способность почво-грунтов летных полей

Понятие несущей способности применительно к почво-грунтам летных полей надо считать условным, перенесенным из строительной механики.

В результате приложения нагрузки от колес самолета поверхность летного поля деформируется,  образуются колеи. Эти деформации в зависимости от несущей способности почво-грунтов могут быть незначительными, но могут достичь и таких величин, когда самолет не сможет даже рулить на тяге собственных двигателей.

Перерывы в летной работе с грунтовых полос в средних климатических условиях могут достигать из-за весенней и осенней распутицы 40-50 дней. Эксплуатация самолетов на грунтовых летных полосах становится возможной тогда, когда самолет получает возможность страгиваться с места с помощью тяги собственных двигателей, причем глубина начальной колеи не превышает 10 % диаметра шин основных колес шасси.

Таким образом, несущей способностью, или прочностью, почво-грунта можно считать сопротивление грунта нагрузкам, действующим в месте контакта колес шасси с грунтом при движении самолета. Несущая способность, или прочность, грунта измеряется в кгс/см².

Требуемая несущая способность почво-грунта для данного типа самолета обеспечивает ему набор скорости отрыва в пределах расчетной длины рабочей площади летной полосы и зависит в основном от тяговооруженности и конструкции шасси самолета.

Несущая способность почво-грунтов зависит от множества факторов: климата, гранулометрического состава, плотности, влажности, продолжительности приложения нагрузки.

Объемный вес

Объемный вес почво-грунта определяется как частное от деления веса почво-грунта при естественной влажности на его объем. Величину объемного веса связных почво-грунтов определяют путем взвешивания и измерением объема образцов правильной формы.

Наиболее часто встречаются величины объемных весов 1,3-1,8 т/м³. Показатели объемного веса часто используются для перехода от объема к весу (и наоборот) перевозимого грунта при земляных работах, а также в методе стандартного уплотнения.

Содержание водорастворимых солей

Водорастворимые соли, содержащиеся в почво-грунтах, по-разному влияют на возводимые сооружения и на вяжущие вещества, вводимые в целях упрочнения почво-грунтов.

Наиболее активными из водорастворимых солей являются соли натрия: или сода, хлориды и сульфаты натрия. Присутствие их в почво-грунте в значительных количествах (более 1%) вызывает разложение минеральных и органических вяжущих. Содержание в почво-грунте водорастворимых солей определяется лабораторным путем.

Реакция почвенно-грунтового раствора

В водных растворах почво-грунтов всегда присутствуют кислоты, щелочи и соли. Поэтому почвенно-грунтовый раствор может иметь кислую, щелочную и нейтральную реакцию.

Кислая реакция характерна для почво-грунтов, содержащих растворенные кислоты и кислые соли; щелочная — для растворов окиси натрия и соды; нейтральная — при содержании нейтральных солей кальция, магния, натрия и других металлов.

Степень кислотности или щелочности принято выражать водородным показателем pH. Водородный показатель pH — это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов в растворе.

Кислотность и щелочность почвенно-грунтового раствора по-разному действуют на сооружения и дернообразующие травы.

Для органических вяжущих и особенно для металлических конструкций вредна любая степень кислотности и щелочности. Деревянные конструкции в слабокислых почво-грунтах (pH=6,5-5,0) сохраняются дольше. Бетонные конструкции лучше сохраняются в слабощелочной среде (pH=7,5).

Дернообразующие травы лучше развиваются в слабокислой среде (pH=6,5-5,0).

Вывод: Характеристики грунтов природного залегания, а также искусственного происхождения должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации аэродромных сооружений.

Допускается использовать табличные значения расчетных характеристик, устанавливаемые на основе статистической обработки массовых испытаний грунтов.

Заключение

Подытоживая материал, следует еще раз подчеркнуть, что проходимости самолета по грунту, безопасность производства взлетов и посадок во многом определяется:

• прочностью грунта;

• ровностью поверхности;

• соответствием геометрических размеров;

• состоянием дернового покрова.

Для успешного выполнения мероприятий инженерно-аэродромного обеспечения следует неукоснительно выполнять требования, предъявляемые к грунтовым летным полям современными летательными аппаратами.

Задание на самостоятельную работу студентам:

Перенести в конспект и изучить:

• Методику определения максимальной стандартной плотности и оптимальной влажности грунта (приложение 19 [1]).

Литература:

1. Руководство по эксплуатации аэродромов государственной авиации (РЭАГос.А) — М.: Воениздат, 2006. — 256 с.

2. Нормы годности к эксплуатации аэродромов государственной авиации (НГЭАГосА.А). — М.: Воениздат, 2006.

3. Основы эксплуатации аэродромов и аэродромной техники.  М.: Воениздат, 1994. — 420 с.

4. Основы строительства и эксплуатации аэродромов. Часть 1. Проектирование, строительство и эксплуатация аэродромов. — М.: Воениздат, 2001. — 416 с.

5. ГОСТ 25100 «Грунты оснований».

Контрольные вопросы по теме:

1. Основные положения, характеризующие проходимость самолетов по грунту.

2. Размещение почв по зонам и их пригодность для аэродромного строительства.

3. Классификация грунтов в соответствии с ГОСТ 25100 «Грунты оснований».